第二章-气温..ppt

解决问题 空间变化垂直和水平方向时间变化日变化 年变化 第三节气温 2 热量传递的方式 1 辐射2 分子传导3 流体流动热交换 1 对流 2 平流 3 乱流4 潜热热交换 蒸发或凝结 热力对流 动力对流 流体在垂直方向上有规律的升降运动 流体在水平方向上的流动 流体在各个方向上不规则的运动 物质在进行相变变化时所发生的热量交换 一 大气的增热和冷却 从气温发生变化的机理来看 实际上是空气内能大小的变化引起空气内能变化的原因有两种 1 大气温度的非绝热变化由空气与外界有热量交换引起的辐射 传导 对流 平流 湍流 蒸发和凝结2 大气温度的绝热变化空气与外界没有热量交换 而是由外界压力的变化对空气作功 使空气膨胀或压缩引起的 2 大气温度绝热变化 空气的绝热变化绝热变化 空气团与外界没有热量交换变温过程绝热冷却 绝热上升外界压力不断减小 空气团体积膨胀 对外做功而消耗内能冷却绝热增温 绝热下沉外界压力不断增大 空气团压缩体积缩小 外界对气团做功而增加内能增温 做绝热升降运动的空气团的干湿程度不同 则空气团的温度变化程度也不同 绝热变化 干绝热变化 湿绝热变化 干空气或未饱和湿空气团 在绝热上升或下沉过程中的温度变化称干绝热变化 其温度随高度的变化率称干绝热直减率 即干绝热垂直减温率 常用 d 表示 其值约为10C 100m 饱和湿空气团 在绝热上升或下沉过程中的温度变化称湿绝热变化 其温度随高度的变化率称湿绝热直减率 即湿绝热垂直减温率 常用 m 表示 其值平均为0 50C 100m 二 气温随时间的变化 1 气温的周期性变化 1 气温的日变化 2 气温的年变化 2 气温的非周期性变化 气温的日变化 A 最高温度及最低温度出现时间Tmax夏季14 15时冬季13 14时Tmin日出前后B 气温日较差Tmax Tmin影响因子 纬度季节地形下垫面性质天气 气温的年变化 一年中气温随时间的连续变化 称气温的年变化 用月平均温度表示 A 最高温度及最低温度出现时间Tmax海洋8月陆地7月Tmin海洋2月陆地1月B 气温年较差Tmax Tmin影响因子 纬度海陆距海远近 气温的非周期变化 在大气运动的影响下气温还会发生非周期性的变化 例如 倒春寒秋老虎 三 气温的垂直变化 在对流层中 气温随高度的增加而降低 原因 地面是大气增温的主要和直接热源 距离地面越近 对地面辐射吸收能力较强的水汽和气溶胶粒子也就越多 1 气温垂直梯度 在对流层中气温的垂直变化用气温垂直梯度表示 简称气温直减率 气温垂直梯度是指高度每相差100m 两端气温的差值 100m 1 常用 表示 T Z 0 气温随高度的增加而降低 的绝对值越大 表示气温随高度的不同差异越大 Z2T2 Z1T1 气温垂直分布的特点日射型 0气温随高度的升高而降低辐射型 0气温随高度的升高而升高 大气逆温现象过渡型 2 对流层中的大气逆温现象 A 定义在一定条件下 对流层中会出现气温随高度的增高而升高的现象 这种现象称为逆温 出现逆温的气层叫做逆温层 逆温层的特点 B 逆温的分类 按形成原因分辐射逆温 平流逆温 下沉逆温 锋面逆温 融雪逆温 地形逆温C 辐射逆温形成原因 地面强烈辐射冷却地面净辐射 地面辐射 大气逆辐射 0 夜晚 形成条件 在晴朗无云或少云的夜晚厚度 一般可达200 300m形成过程 稳定性的气层 无对流产生 气温的垂直变化 平流逆温 定义 暖空气平流到冷的地面或冷的水面上 会发生接触冷却 愈近地表面的空气降温愈多 而上层空气受冷地面的影响小 降温较少 于是产生了逆温现象 这种逆温称为平流逆温 日变化 夜间加强 白天减弱 下沉逆温 定义 因整层空气下沉而造成的逆温 称为下沉逆温 形成过程 天气状况 下沉逆温常与辐射逆温结合形成一个从地面开始有数百米厚的逆温层 并出现温度升高 干燥晴朗的好天气 其他逆温 锋面逆温 冷暖空气相遇时 较轻暖空气爬到冷空气上方 在冷暖空气交界面附近 即锋面附近 出现的逆温 称为锋面逆温 融雪逆温 在积雪地区 因暖空气流经冰 雪表面产生融冰 融雪现象 而冰雪的融化需要从近地面气层吸收大量的热量 从而使贴近地层的气温较低 形成逆温 这种逆温称为融雪逆温 地形逆温 在山区夜间 由于山上冷空气沿斜坡向下移动到低洼地区并聚积于底部 使原来在洼地底部的较暖空气被迫抬升形成的逆温 称为地形逆温 四 大气稳定度 表征大气层稳定程度的物理量 大气稳定度 大气的稳定性大气稳定度的概念大气稳定度的判断 判断标准通常用气温直减率 与上升气块的干绝热直减率 d 或湿绝热直减率 m 的对比来判断 判断方法以未饱和空气为例说明 大气稳定度判据 大气稳定度的判据 1 d的气层 必然是 d m 气层是绝对不稳定的 2 m时 必然 d 故称 m时气层是绝对稳定的 3 d的气层 对于作干绝热升降运动的空气团而言 大气是中性的 而对于作湿绝热升降运动的空气团而言 大气是不稳定的 4 m的气层 对于作湿绝热升降运动的气团而言 大气是中性的 而对于干空气而言 大气是稳定的 5 m d的气层为条件性不稳定 大气稳定度与大气中对流发展的强弱密切相关例如在稳定的大气层结下 对流运动受到抑制 常出现雾 层状云 连续性降水等天气现象 而在不稳定层结时 对流运动发展旺盛 常出现积状云 阵性降水和冰雹等天气现象 对流层大气的气温垂直梯度通常为0 65 100m 所以 对流层大气通常处于条件不稳定状态 哪些过程会使大气稳定度升高呢 高空变暖或低空变冷 高空大气整层沉降地面辐射冷却近地面有冷平流或高空有暖平流 那些过程会使大气稳定度降低呢 高空变冷或低空变暖 地面接收太阳辐射迅速增温高空云层辐射冷却近地面有暖平流或高空有冷平流低层大气整层抬升 第三节复习题 1 什么是气温的